Nghiên cứu tổng hợp và đặc trưng xúc tác Zeolit HSO3 ZSM 5

Nghiên cứu tổng hợp và đặc trưng xúc tác Zeolit HSO3 ZSM 5 Nghiên cứu tổng hợp và đặc trưng xúc tác Zeolit HSO3 ZSM 5 Nghiên cứu tổng hợp và đặc trưng xúc tác Zeolit HSO3 ZSM 5 luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN VĂN LIỄU NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ ĐẶC TRƯNG XÚC TÁC ZEOLIT HSO3-ZSM-5 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT HÓA HỌC Hà Nội – 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN VĂN LIỄU NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ ĐẶC TRƯNG XÚC TÁC ZEOLIT HSO3-ZSM-5 Chuyên ngành: KỸ THUẬT HÓA HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS PHAN HUY HOÀNG Hà Nội - 2018 Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật hóa học LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Luận văn cơng trình nghiên cứu thực cá nhân tơi, thực hướng dẫn TS Phan Huy Hoàng Các số liệu, kết luận nghiên cứu trình bày luận văn trung thực không chép kết nghiên cứu tác giả khác Tôi xin chịu trách nhiệm nghiên cứu Học viên Nguyễn Văn Liễu Nguyễn Văn Liễu i Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật hóa học LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tơi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới thầy TS Phan Huy Hoàng, người trực tiếp hướng dẫn tơi hồn thành luận văn Thầy dìu dắt, bảo cho tơi nhiều suốt thời gian làm luận văn Nhiều năm tháng rời xa ghế nhà trường sống hàng ngày bận rộn làm tơi nhiều lúc khó khăn việc học tập làm thực nghiệm, lúc thầy động viên giúp đỡ nhiều tâm huyết nhiệt thành người thầy Tôi cố gắng động lực nhiều để thực tốt trình học tập Tơi xin cám ơn q thầy giảng dạy chương trình cao học "Kỹ th ̣t Hóa học” truy ền dạy kiến thức quý báu, kiến thức hữu ích giúp nhiều thực nghiên cứu Tôi xin cám ơn thầy PGS.TS Lê Quang Diễn truyền lửa hỗ trợ nhiều việc học tập sống, giúp tơi hồn thành tốt luận văn Tôi xin cám ơn quý thầy, cô công tác bô ̣ môn Công nghệ Xenluloza và Giấ y , Viê ̣n kỹ thuâ ̣t Hóa ho ̣c , Đại học Bách khoa Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình thực hiê ̣n khóa luâ ̣n văn này Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn bạn học viên lớp kỹ thuật hóa ho ̣c 2016A, bạn bè, đồng nghiệp gia đình giúp đỡ, tạo điều kiện thời gian vật chất nhiều suốt trình học tập Tơi xin chân thành cám ơn! Học viên Nguyễn Văn Liễu Nguyễn Văn Liễu ii Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật hóa học MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT v DANH MỤC CÁC BẢNG vi DANH MỤC CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ, SƠ ĐỒ vii LỜI MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan Zeolit 1.1.1 Khái niệm, đặc điểm, cấu trúc Zeolit 1.1.2 Ứng dụng zeolit 1.2 Tổng quan Zeolit ZSM-5 1.2.1 Giới thiệu zeolit ZSM-5 1.2.2.Tính chất zeolit ZSM-5 10 1.3 Giới thiệu ZSM-5 sunfo hóa (HSO3-ZSM-5) ứng dụng 13 1.4 Q trình chuyển hóa sinh khối 16 CHƢƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23 2.1 Thiết bị, hóa chất, dụng cụ thí nghiệm 23 2.2 Nghiên cứu tổng hợp ZSM-5 23 2.3 Nghiên cứu tổng hợp xúc tác zeolit sunpho hóa HSO3-ZSM-5 24 2.4 Nghiên cứu thủy phân sinh khối sử dụng xúc tác zeolit HSO3-ZSM-525 2.5 Nghiên cứu đặc trưng xúc tác zeolit sunfo hóa HSO3-ZSM-5 26 2.5.1 Phương pháp nhiễu xạ Rơnghen (XRD) 26 2.5.2 Phương pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM) 27 2.5.3 Phương pháp hồng ngoại hấp thụ (IR) 28 2.5.4 Phương pháp phân tích sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC) 29 2.5.5 Phương pháp hấp thụ đẳng nhiệt (BET) 30 Nguyễn Văn Liễu iii Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật hóa học CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31 3.1 Tổng hợp Zeolit ZSM-5 31 3.2 Nghiên cứu tổng hợp xúc tác HSO3-ZSM-5 34 3.2.1 Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ sunpho hóa 34 3.2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng mức dùng tác nhân MPTS 36 3.2.3 Điều kiện thích hợp cho trình sunpho hóa 37 3.3 Nghiên cứu ứng dụng ZSM-5-HSO3 cho phản ứng thủy phân sinh khối 39 3.3.1 Thành phần hóa học lõi ngơ 39 3.3.2 Nghiên cứu ứng dụng ZSM-5-HSO3 cho phản ứng thủy phân sinh khối 40 3.3.2.1 So sánh hiệu xúc tác 40 3.3.2.2 Ảnh hưởng nhiệt độ 41 3.3.2.3 Ảnh hưởng thời gian 43 3.3.2.4 Ảnh hưởng tỷ dịch 44 3.3.2.5 Ảnh hưởng mức dùng xúc tác 45 3.3.2.6 Quá trình thủy phân lõi ngô sử dụng xúc tác rắn zeolit HSO 3ZSM-5 47 KẾT LUẬN 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 Nguyễn Văn Liễu iv Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật hóa học DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TEOS Tetraetylocthosilica TPA Tetra propyl ammoni EDS Energy – dispersive X-ray spectroscopy MPTS 3-mercaptopropyl trimethoxysilane TQ Trung Quốc XRD X – ray Difraction –Phổ nhiễu xạ Rơnghen SEM Scanning Electron Microscope – Hiển vi điện tử quét IR Phổ hồng ngoại hấp thụ HPLC Sắc ký lỏng hiệu cao BET Brunauer – Emmett – Teller Phương pháp hấp phụ đẳng nhiệt Nguyễn Văn Liễu v Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật hóa học DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1 Thành phần S zeolit HSO3-ZSM-5 thu 35 Bảng 3.2 Thành phần S zeolit HSO3-ZSM-5 thu 36 Bảng 3.3 Thành phần hóa học lõi ngơ 40 Bảng 3.4 So sánh hiệu xúc tác 41 Nguyễn Văn Liễu vi Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật hóa học DANH MỤC CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ, SƠ ĐỒ Hình 1.1 Đơn vị cấu trúc zeolit Hình 1.2 Cấu trúc thứ cấp (SBU) zeolit Hình 1.3 Cấu trúc không gian bát diện cụt Hình 1.4 Cấu trúc tinh thể zeolit A Hình 1.5 Cấu trúc tinh thể zeolit X zeolit Y Hình 1.6 Dạng cấu trúc Mordenite Hình 1.7 Hệ thống mao quản chiều analcine Hình 1.8 Hệ thống mao quản chiều mordenite Hình 1.9 Hệ thống mao quản chiều zeolit A Hình 1.10 Hệ thống mao quản ZSM-5 Hình 1.11 Cơ chế thủy phân có xúc tác Proton 19 Hình 2.1 Sơ đồ quy trình tổng hợp Zeolit ZSM-5 24 Hình 2.2 Sơ đồ tia tới tia phản xạ tinh thể 26 Hình 2.3 Sơ đồ phương pháp SEM 28 Hình 3.1 Phổ XRD vật liệu zeolit ZSM-5 mao quản trung bình thu (màu đen), so sánh với phổ chuẩn (màu đỏ) 31 Hình 3.2 Hình ảnh SEM vật liệu zeolit ZSM-5 mao quảntrung bình 32 Hình 3.3 Đường đẳng nhiệt hấp phụ zeolit ZSM-5 mao quảntrung bình 33 Hình 3.4 Đường cong phân bố kích thước mao quản vật liệu zeolit 34 Hình 3.5 Phổ EDS mẫu zeolit ZSM-5-HSO3 sau sunpho hóa 38 Hình 3.6 Phổ hồng ngoại (IR) zeolit ZSM-5 zeolit HSO3-ZSM-5 tổng hợp 38 Hình 3.7 Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất đường khử 42 Hình 3.8 Ảnh hưởng thời gian đến hiệu suất đường khử 43 Hình 3.9 Ảnh hưởng thời gian đến hiệu suất đường khử 45 Hình 3.10 Ảnh hưởng mức dùng xúc tác đến hiệu suất đường khử 46 Hình 3.11 Phổ HPLC dịch đường sau thủy phân 120OC, 6h, tỷ dịch 1:20, mức xúc tác dùng 100% 48 Nguyễn Văn Liễu vii Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật hóa học LỜI MỞ ĐẦU Hiện nay, cơng nghệ hóa học thường sử dụng hai loại xúc tác xúc tác đồng thể xúc tác dị thể nhằm thúc đẩy q trình phản ứng hóa học Xúc tác đồng thể có ưu điểm độ chọn lọc cao, khả khuếch tán dung dịch lớn có nhiều nhược điểm khó khăn khả tách loại, thu hồi tái sinh, tuổi thọ xúc tác thấp, giá thành cao, điều kiện phản ứng phức tạp, tạo chất thải độc hại xúc tác dị thể Xúc tác dị thể lại có ưu điểm dễ tách loại tái sinh, tuổi thọ xúc tác cao, giá thành rẻ, điều kiện thực phản ứng đơn giản, không tạo chất thải độc hại Do vậy, ngày xúc tác dị thể dùng nhiều cơng nghệ hóa học Trong năm gần đây, vật liệu rây phân tử nghiên cứu phát triển mạnh mẽ, đóng vai trị quan trọng công nghiệp, bật zeolit Nhiều nhà khoa học nghiên cứu sử dụng zeolit làm xúc tác phổ biến nhiều ứng dụng Zeolit với tính chất ưu việt diện tích diện tích bề mặt lớn, độ axit mạnh, sử dụng nhiều công nghiệp làm chất trao đổi ion, chất hấp phụ, phân tách chất xúc tác cho phản ứng hóa học Trong đó, zeolit ZSM-5 sử dụng rộng rãi phổ biến Nhờ có cấu trúc lỗ xốp đặc trưng tạo tính chọn lọc cao, dễ dàng thay đổi tính axit tâm xúc tác mà ZSM-5 trở thành xúc tác hiệu ưa thích cho q trình chuyển hóa hữu Tính axit zeolit (số lượng độ mạnh tâm axit) kích thước hạt có ảnh hưởng lớn đến tính chất xúc tác chúng Nhằm tăng độ axit, nâng cao hoạt tính xúc tác tính chọn lọc zeolit ZSM-5, người ta gắn thêm nhóm chức có tính axit cao vào mao quản lên bề mặt zeolit Do tác giả chọn đề tài “Nghiên cứu tổng hợp đặc trưng xúc tác zeolit HSO3-ZSM-5” nhằm thu nhận vật liệu xúc tác cách sunpho hóa zeolit ZSM-5 để đính thêm nhóm chức HSO3- có tính axit mạnh hoạt tính cao lên zeolit ZSM-5 Xúc tác thu nhận nghiên cứu ứng dụng phản ứng thủy phân sinh khối nhằm đánh giá hoạt tính hiệu xúc tác thu Nguyễn Văn Liễu Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật hóa học nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ đến phản ứng thủy phân lõi ngô thu nhận dịch đường, lựa chọn điều kiện thí nghiệm sau: • Mức dùng xúc tác: 100% so với sinh khối • Tỷ dịch: 1:20 (gam nguyên liệu/gam nước) • Thời gian phản ứng: 6h • Điều kiện nhiệt độ thay đổi: 100oC, 110oC, 120oC, 130 oC Kết thể đồ thị hình 3.7 Hình 3.7 Ảnh hƣởng nhiệt độ đến hiệu suất đƣờng khử Từ kết đồ thị hình 3.7 ta thấy, nhiệt độ thủy phân tăng từ 100oC lên đến 130oC hiệu suất thủy phân lõi ngô tăng, với hiệu suất đường khử thu đượctăng từ 19,3% lên đến 54,9% Hiệu suất đường khử cao thu 54,9% nhiệt độ 130oC Khi tăng nhiệt độ từ 120oC lên 130oC khả thủy phân thu dịch đường có tăng cao không nhiều (từ 54,1% lên đến 54,9%), 120oC hiệu suất thu đường khử đạt mức cao 54,1% Cho nên, tùy theo mục đích tiến hành thủy phân thu dịch đường khoảng nhiệt độ 120 - 130oC Tuy nhiên, nâng nhiệt độ lên 10oC mà mức tăng hiệu suất khơng nhiều khoảng 0,8% ta lựa chọn nhiệt độ thích hợp cho phản ứng thủy phân lõi ngô 120oC (xét đến hiệu kinh tế yếu tố công nghệ trình phản ứng) Nguyễn Văn Liễu 42 Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật hóa học Vì vậy, lựa chọn nhiệt độ thích hợp cho q trình thủy phân lõi ngơ sử dụng xúc tác zeolit HSO3-ZSM-5 120oC 3.3.2.3 Ảnh hưởng thời gian Như biết,hiệu trình phản ứng phụ thuộc vào yếu tố, yếu tố thời gian phản ứng Thông thuờng, kéo dài thời gian phản ứng giúp thu hiệu suất phản ứng cao hơn, nhiên tùy vào phản ứng cụ thể có khác Do đó, tiến hành nghiên cứu ảnh huởng thời gian thủy phân tới hiệu suất thu đuờng khử với điều kiện cụ thể thí nghiệm sau: • Mức dùng xúc tác: 100% so với sinh khối • Tỷ dịch: 1:20 (gam nguyên liệu/gam nước) • Cùng điều kiện nhiệt độ: 120oC • Thời gian phản ứng thay đổi: 4h, 5h, 6h, 8h • Kết q trình phản ứng tổng hợp đồ thịhình 3.8 Hình 3.8 Ảnh hƣởng thời gian đến hiệu suất đƣờng khử Nguyễn Văn Liễu 43 Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật hóa học Từ kết thu đồ thị hình 3.8 ta thấy, điều kiện phản ứng như: nhiệt độ, mức dùng xúc tác tỷ dịch nhìn chung hiệu suất phản ứng tăng lên thời gian phản ứng tăng Ở thời gian phản ứng khác 4h, 5h, 6h 8h hiệu suất đường khử thu tuơng ứng 35,5%; 46,2%;54,1% 50,5% Tuy nhiên, thời gian phản ứng tăng từ 6h đến 8h hiệu suất đường khử thu đuợc khơng tăng lên mà lại cịn giảm nhẹ từ 54,1% xuống 50,5% Điều kéo dài thời gian phản ứng thủy phân phần sản phẩm đuờng khử dung dịch bị phân hủy chuyển hóa thành chất khác [15,21] Do để tránh lãng phí thu sản phẩmvới hiệu suất cao lựa chọn thời gian thích hợp để thực phản ứng thủy phân 6h 3.3.2.4 Ảnh hưởng tỷ dịch Bên cạnh yếu tố thời gian, nhiệt độ tỷ dịch yếu tố quan trọng ảnh hưởng lớn đến tốc độ mức độ trình phản ứng thủy phân thu nhận dịch đường Tiến hành thủy phân lõi ngô với tỷ dịch khác điều kiện thực nghiệm khác, cụ thể sau: • Thời gian phản ứng: 6h • Cùng điều kiện nhiệt độ: 120oC • Mức dùng xúc tác: 100% so với sinh khối • Tỷ dịch thay đổi: 1:10; 1:20; 1:30 (gam nguyên liệu/gam nước) Kết thu phản ứng thu nhận dịch đường trình bày đồ thị hình 3.9 Nguyễn Văn Liễu 44 Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật hóa học Hình 3.9 Ảnh hƣởng thời gian đến hiệu suất đƣờng khử Từ kết thể đồ thị hình 3.9 ta thấy rằng: điều kiện nhiệt độ, thời gian phản ứng mức dùng xúc tác thay đổi tỷ dịch làm ảnh hưởng đến trình thủy phân Khi tăng tỷ dịch từ 1:10 lên 1:20 hiệu suất thủy phân tăng lên, hiệu suất đường khử tăng từ 49,6% lên đến 54,1% Tuy nhiên tăng tỷ dịch lên tới 1:30 hiệu suất thủy phân lại giảm từ 54,1% xuống 45,7% Điều đuợc giải thích sau:khi tăng tỷ dịch lên cao luợng nuớc hệ phản ứng nhiều tạo điều kiện cho hạt xúc tác lắng xuống đáy, không bám lên bề mặt nguyên liệu sinh khối dẫn đến khả tiếp xúc với nguyên liệu giảm đi, trình thủy phân Tỷ dịch 1:20 coi tốt với tỷ dịch xúc tác phân bố dễ dàng tiếp xúc với nguyên liệu để diễn trình thủy phân Vì lựa chọn tỷ dịch tối ưu 1:20 cho trình 3.3.2.5 Ảnh hưởng mức dùng xúc tác Như biết, mức dùng xúc tác yếu tố quan trọng ảnh hưởng lớn đến tốc độ phản ứng hóa học, bên cạnh yếu tố thời gian, nhiệt độ.Khi tăng mức sử dụng xúc tác làm tăng tốc độ mức độ Nguyễn Văn Liễu 45 Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật hóa học trình phản ứng Vì nghiên cứu ảnh huởng mức sử dụng xúc tác đến trình thủy phân thu nhận dịch đường Tiến hành thủy phân lõi ngô với mức dùng xúc tác khác điều kiện nhiệt độ thời gian phản ứng, cụ thể sau: • Thời gian phản ứng: 6h • Tỷ dịch: 1:20 (gam nguyên liệu/gam nước) • Cùng điều kiện nhiệt độ: 120oC • Mức dùng xúc tác thay đổi: 0%, 50%,100% và150% so với sinh khối Kết thu phản ứng thu nhận dịch đường trình bày đồ thị hình 3.10 Hình 3.10 Ảnh hƣởng mức dùng xúc tác đến hiệu suất đƣờng khử Từ kết đồ thị hình 3.10 ta thấy mức dùng xúc tác có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất phản ứng thủy phân thu đuờng khử Cụ thể, khơng sử dụng xúc tác hiệu suất đường khử khoảng 21,4% Như có lượng ngun liệu bị thủy phân, hàm lượng chất tan nước nóng, chủ yếu chất trích ly pentozan bị thủy phân phần Đây chủ yếu đuờng C5 thu đuợc sau trình thủy phân luợng pentozan dễ bị thủy Nguyễn Văn Liễu 46 Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật hóa học phân có sinh khối Khi sử dụng xúc tác với mức dùng 50% so với luợng sinh khối hiệu suất đuờng khử thu đuợc sau thủy phân tăng lên gần gấp đôi so vớikhi không sử dụng xúc tác, khoảng 39,8% Lúc polysacarit dễ thủy phân cịn có lượng lớn polysacarit khó thủy phân (phần pentozan lại sinh khối xenluloza) duới tác dụng xúc tác axit rắn bị thủy phân tạo đuờng khử Chính mà hàm luợng đuờng khử tăng lên rõ rệt Tiếp tục tăng mức sử dụng xúc tác lên 100% 150% so với luợng sinh khối hiệu suất đuờng khử tiếp tục tăng, tuơng ứng 54,1% 55% Tuy nhiên, tăng mức dùng xúc tác từ 100% lên 150% hiệu suất đuờng khử có tăng không nhiều (hiệu suất tăng từ 54,1% lên 55%) Do vậy, lựa chọn mức dùng xúc tác axit rắn zeolit HSO3ZSM-5 thích hợp cho phản ứng thủy phân sinh khối 100% so với sinh khối, tức với tỷ lệ 1:1 (mức dùng xúc tác: sinh khối) 3.3.2.6 Q trình thủy phân lõi ngơ sử dụng xúc tác rắn zeolit HSO3-ZSM-5 Từ thí nghiệm kết phân tích, đánh giá đưa điều kiện cơng nghệ thích hợp sử dụng xúc tác axit rắn HSO 3-ZSM5 để thủy phân lõi ngô sau: - Nhiệt độ thủy phân: 1200C - Thời gian thủy phân: 6h - Tỷ dịch: 1:20 - Mức dùng xúc tác: 1:1 Khi thủy phân lõi ngô điều kiện thu hiệu suất thu đường khử là54,1% cao thủy phân sử dụng số xúc tác khác Cụ thể tác giả D Lai cộng [10] sử dụng Fe3O4-SBA-SO3H cho thủy phân điều kiện nhiệt độ 1500C, thời gian 3h, mức dùng xúc tác 1:1, tỷ dịch 1:10 thu hiệu suất thu đường 45% Kết nghiên cứu cao kết thu công bố sử dụng xúc tác axit H2SO4 nồng độ 141mM để thủy Nguyễn Văn Liễu 47 Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật hóa học phân lõi ngơ điều kiện thủy phân 1210C thời gian 1h với tỷ dịch 1:10 thu dịch đường với hiệu suất 48% ông Jaruwan S cộng nghiên cứu [16] Sau thu dịch đường phân tích HPLC mẫu dịch đường thủy phân điều kiện thủy phân thích hợp thiết lập trên: nhiệt độ 1200C 6h với tỷ dịch 1:20 mức dùng xúc tác 100%, kết thu được thể hình 3.11 Hình 3.11 Phổ HPLC dịch đƣờng sau thủy phân 120OC, 6h, tỷ dịch 1:20, mức xúc tác dùng 100% Từ kết phân tích phổ HPLC thể tích dịch đường xác định hàm lượng đường thu thủy phân điều kiện glucose 188,5 mg/g; galactose 46,8 mg/g; xylose 239,2mg/g; arabinose 59,7mg/g Nguyễn Văn Liễu 48 Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật hóa học KẾT LUẬN Từ kết thực nghiệm thu trên, có kết luận sau: Đã nghiên cứu tìm hiểu đưa điều kiện cơng nghệ thích hợp cho q trình sunfo hóa zeolit ZSM-5 nhằm thu nhận vật liệu xúc tác zeolit SO3HZSM-5 Cụ thể là: Giaiđoạn 1: Giai đoạn gắn nhóm chức MPTS - Dung mơi: Toluen - Thời gian phản ứng với MPTS: 6h - Nhiệt độ phản ứng: 60 oC - Tỷ lệ zeolit:MPTS thay đổi: 1:2,5 Giai đoạn 2: Giai đoạn xử lý H2O2 - Tỷ lệ zeolit:H2O2 = 1:10 (1g xúc tác : 10ml H2O230%) - Thời gian: 15h (khuấy trộn khuấy từ) Sản phẩm cuối thu xúc tác zeolit SO3H-ZSM-5 Đặc trưng xúc tác zeolit SO3H-ZSM-5 thu sau: Thành phần nguyên tố: 51,1% Si; 46,5% O; 1,7% S; 0,6% Al Diện tích bề mặt riêng: Sr=446 m2/gam Kích thước mao quản trung bình theo phương pháp BJH: d = 3,6 nm 4,2 nm Xúc tác rắn SO3H-ZSM-5 thu có hoạt tính cao hiệu cao sử dụng phản ứng thủy phân sinh khối Đã nghiên cứu ứng dụng xúc tác zeolit SO3H-ZSM-5 phản ứng thủy phân lõi ngô với điều kiện thích hợp sau: - Nhiệt độ thủy phân:1200C - Thời gian thủy phân: 6h - Tỷ dịch: 1:20 - Mức dùng xúc tác: 1:1 Ở điều kiện này, hiệu suất đường khử thu sau thủy phân tương đối cao, khoảng 54% Nguyễn Văn Liễu 49 Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật hóa học TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Xuân Bách, 2015, Nghiên cứu ứng dụng zeolit ZSM-5 cho phản ứng xếp lại epoxode để tổng hợp andehit, Luận văn thạc sỹ, Đại học Bách khoa Hà Nội [2] Nguyễn Thị Nhung, 2016,Nghiên cứu tổng hợp zeolit Cr-ZSM-5 ứng dụng cho phản ứng cắt ngắn mạch nối đôi axit béo,Luận văn thạc sĩ, Đại học Bách Khoa Hà Nội [3] Hồ Sỹ Thoảng, 2006, Giáo trình xúc tác dị thể, TP Hồ Chí Minh [4] Hồ Sỹ Tráng, 2005, Cơ sở hóa học gỗ xenluloza, Tập 1,2, Nhà xuất khoa học kỹ thuật [5] Mai Tuyên, Xúc tác zeolit hóa dầu, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Hà Nội, 2002 [6] A Cauvel, D Brunel, F Di Renzo, P Moreau, F Fajula, 1995, Chem Stud Surf Sci Catal, 94,286-293 [7] A Onda, T Ochi, K Yanagisawa, 2008, Producing Fuels and Fine Chemicals from Biomass Using Nanomaterials, Green Chem, 10, 1033–1037 [8] B.A Holmberg, S.J Hwang, M.E.Davis, Y Yan, 2005,Preparation and properties of hydrocarbon dispersible HSM-5 nanocrystals for quasihomogeneous catalytic cracking of n-dodecane, Micropor Mesopor Mat, 80, 347-356 [9] Charles E Wyman, Stephen R Decker, John W Brady, Liisa Viikari, and Michael E Himmel (2004), Hydrolysis of cellulose and hemicelluloses., Polysaccharides: Structural Diversity and Functional Versatility, Second Edition, Taylor & Francis., 39-59 Nguyễn Văn Liễu 50 Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật hóa học [10] D Lai, Li Deng, Qing-xiang Guo and Yao Fu, 2011, Energy Environ Sci.,4, 3552 [11] G Akiyama, R Matsuda, H Sato, M Takata, S Kitagawa, 2011, Cellulose Hydrolysis by a New Porous Coordination Polymer Decorated with Sulfonic Acid Functional Groups, Adv Mater., 23, 3294–3297 [12] Halimaton Hamdan, Zeolite and Nanostructured Laboratory, 2012, Faulti Sains, Amphiphilic Nanoncomposite proton Conducting Membrane, Universiti Teknologi Malaysia , Vol Number 78098 [13] H Nur, G.L Kee, H Hamdan, T.M Indra Mahlia, J Efendi, H.S.Cornelis Metselaar, 2012, International Journal of Hydrogen Energy, 37, 12513-12521 [14] H M Lang, Zeolits and their application zeolits,2008, West Virginia University., 32-58 [15] H Sato N Ishiik Hirose S Nakamura 2015, Journal of Fuel Chemistry and Technology: Some Catalytic Applications of ZSM-5 Zeolit, Journat of Materials Chemistry A.,Issue 36,2015 [16] Jaruwan.S,Natchanun L, Teerapatr.S, 2008, Annals of Microbiology, 58 (2) 219-225 [17] M Keller, A Sani Souna Sido, P Pale, J Sommer (2009), Copper(I)Zeolits as New Heterogeneous and Green Catalysts for Organic Synthesis, Chem Eur J., 15, 2810 [18] Norikazu Nishiyama, Korekazu Ueyama, Masahiko Matsukata Synthesis of defect-free zeolite-alumina composite membranes by a vapor-phase transport method.Microporous Materials, Volume 7, Issue 6, Science Direct [19] P H Hoang, L Q Dien, 2015, Chem Eng J., 262, 140-145 Nguyễn Văn Liễu 51 Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật hóa học [20] Scherzer Julius, Dctane -Enhancing, Zeolit FCC catalysisscientific and technical aspets, Catal Rew Sei.Eng,215-354 (1989) [21] Silverstein RM, Bassler GC, Morrill TC (1991) Spectrometric identification of organic compounds 5th ed New York: Wiley, No of page 430 [21] Tao Wu Gui – Mei YuanSheng – LiChen Yang Xue Shu – JuanLi, 2017, Synthesis of ZSM-5 and its application in butylenes catalytic cracking, Journal of Fuel Chemistry and Technology, 45(2), 182-188.4 [22] V Felice, S Ntais, A.C Tavares, 2013, Micropor Mesopor Mat., 169, 128-136 [23] W J Liu, K Tian, H Jiang, H Q Yu, 2013, Scientific Reports, 3, 2419 [24] Wolfgang Schmidt, Dr rer nat Max-Planck,2000, Properties, preparation and application of zeolits, University of Augsburg, 1996-2001 [25] Yamamoto K, Sakata y, Nohara Y, Takahashi Y, Tatsumi T 2005 Organic-inorganic hybrid zeolites containing organic frameworks Materials Science – Zeolites go organic, Chem, Mater.,17(15), PP 3913-3920 [26] Y.F.Yeong, A.Z.Abdullah, A.L.Ahmad, S Bhatia,2008, Reactive Seperation of Organic Mixtures Using Functionalized Zeolite Membranes, J Eng Sci Tech.,3,87-96 [27] Y Wu, Z Fu, D Yin., Q Xu, F Liu, C Lu, L Mao (2010), Biomass Surgaras for Non-Fuels Applications, Green Chem., 12, 696–700 Nguyễn Văn Liễu 52 Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật hóa học PHỤ LỤC Hình phụ lục 1: Phổ EDS mẫu M1 Hình phụ lục 2: Phổ EDS mẫu M2 Nguyễn Văn Liễu 53 Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật hóa học Hình phụ lục 3: Phổ EDS mẫu M3 Hình phụ lục 4: Phổ EDS mẫu M4 Nguyễn Văn Liễu 54 Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật hóa học Hình phụ lục 5: Phổ EDS mẫu M5 Hình phụ lục 6: Phổ EDS mẫu M6 Nguyễn Văn Liễu 55 Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật hóa học Hình phụ lục 7: Phổ EDS mẫu M7 Nguyễn Văn Liễu 56 ... liệu zeolit Vật liệu xúc tác zeolit ZSM- 5 mao quản trung bình thu biến tính bề mặt tác nhân sunpho hóa để tổng hợp vật liệu zeolit ZSM- 5 sunpho hóa (HSO3- ZSM- 5) 3.2 Nghiên cứu tổng hợp xúc tác HSO3- ZSM- 5. .. phân sinh khối sử dụng xúc tác zeolit HSO3- ZSM- 52 5 2 .5 Nghiên cứu đặc trưng xúc tác zeolit sunfo hóa HSO3- ZSM- 5 26 2 .5. 1 Phương pháp nhiễu xạ Rơnghen (XRD) 26 2 .5. 2 Phương pháp kính hiển... xúc tác tính chọn lọc zeolit ZSM- 5, người ta gắn thêm nhóm chức có tính axit cao vào mao quản lên bề mặt zeolit Do tác giả chọn đề tài ? ?Nghiên cứu tổng hợp đặc trưng xúc tác zeolit HSO3- ZSM- 5? ??